JP6497299B2 - 医療支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、術者による医療行為を支援する医療支援装置に関する。

特許文献１に記載されているように、医療行為としての歯科インプラントを支援する医療支援装置が知られている。従来の医療支援装置は、多関節アームと、医療器具としてのドリルユニットと、力センサと、制御部とを備えている。

この多関節アームは、複数のリンクが回転可能な関節アクチュエータを介して直列に連結されている。ドリルユニットは、多関節アームの先端部分に取り付けられる。力センサは、ドリルユニットに加わる力を検出する。制御部は、力センサで検出した力に従ってドリルユニットの先端を施術位置へと移動させるように多関節アームを動作させる。

米国特許出願公開第２００９／０２５３０９５号明細書

医療支援装置による術者への支援の１つとして、術者に把持されたドリルユニットを施術位置まで移動させることが考えられる。
医療支援装置による術者の支援では、ドリルユニットの先端が施術位置に到達した時点での多関節アームの形態を、術者が医療行為を実施しやすい多関節アームの形態とすることが好ましい。ここで言う多関節アームの形態とは、各関節アクチュエータの軸角度によって決定される複数のリンクの姿勢である。

ところで、一般的な多関節アームにおいては、多関節アームの形態によっては、関節アクチュエータの動作が不可能となる。
しかしながら、関節アクチュエータの動作が不可能となるアーム形態を知得するためには、多くの経験が必要であり、医療行為の術者は、関節アクチュエータの動作が不可能となるアーム形態を知らない可能性が高い。

このため、従来の医療支援装置において、術者がドリルユニットを把持して多関節アームを移動させた場合、術者が医療行為を実施している際に多関節アームの関節アクチュエータが動作不可能となる可能性があった。

つまり、従来の技術では、ドリルユニットの先端が施術位置に到達した時点での多関節アームの形態が、医療行為の実施中に関節アクチュエータの動作が困難となる多関節アームの形態となり、医療行為をスムーズに実施できないという課題があった。

そこで、本発明は、医療行為をスムーズに実施させることが可能な技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様は、多関節アーム（６）と、位置取得部（４０，Ｓ１１０）と、形態特定部（４０，Ｓ１２０）と、制御部（４０，Ｓ１３０〜Ｓ２３０）とを備える、医療支援装置に関する。

多関節アームは、複数のリンク（８，１０，１２，１４）が回転可能な関節部（１６，１８，２０，２２，２４，２６）を介して直列に連結されたアームである。
位置取得部は、医療行為を受ける患者の患部の位置を表す施術位置を取得する。

形態特定部は、アーム形態の中から、情報取得部で取得した施術位置に基づいて、指定形態を特定する。ここで言うアーム形態とは、各関節部の軸角度によって複数のリンクの姿勢が決定された多関節アームの形態それぞれである。

そして、指定形態とは、以下の２つの条件を満たすアーム形態である。
条件１：多関節アームの先端部に取り付けられる医療器具（３２）が、施術位置に対応して予め規定された姿勢で当該施術位置に到達可能なアーム形態であること。

条件２： 術者が医療行為をスムーズに達成可能な１つのアーム形態として施術位置に対応して予め規定されたアーム形態であること。
さらに、制御部は、形態特定部で特定した指定形態となるように多関節アームを動作させる制御であるアーム制御を実行する。

このような医療支援装置によれば、術者が多関節アームの構造を熟知していなかったとしても、指定形態を実現できる。
特に、指定形態は、術者が医療行為をスムーズに達成可能なアーム形態であるため、医療支援装置によれば、術者が医療行為を実施している際に多関節アームの関節部が動作不可能となることを低減できる。

換言すると、医療支援装置によれば、医療器具が施術位置に到達した時点での多関節アームの形態が、医療行為の実施中に関節部の動作が困難な形態となることを回避できる。
したがって、医療支援装置によれば、医療行為の進捗をスムーズなものとすることができる。

医療支援装置の概略構成を示す斜視図である。 医療支援装置の制御系を示すブロック図である。 アーム駆動処理の処理手順を示すフローチャートである。 アーム駆動処理の処理内容を説明する説明図である。 アーム駆動処理の処理内容を説明する説明図である。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
＜１．１ 医療支援装置＞
図１，図２に示す医療支援装置１は、基台４と、多関節アーム６と、力センサ３０と、医療器具３２と、位置追跡装置３４と、ロボット制御部４０とを備えている。

すなわち、医療支援装置１は、いわゆる垂直多関節ロボットを中心に構成され、術者による医療行為の実施を支援する。医療行為とは、患者の傷病の治療、診断、または予防のために医学に基づいて実施される行為である。本実施形態における医療行為には、患者の顎骨にインプラント体を埋め込み、その埋め込まれたインプラント体に補綴物を装着する歯科インプラントを含む。以下では、患者の顎骨においてインプラント体を埋入する部位、即ち、医療行為を受ける患者の患部の位置を施術位置と称す。

また、術者とは、医療行為を実施する人物であり、例えば、歯科医師や医師などの医療従事者である。
基台４は、多関節アーム６が設置される台である。

多関節アーム６は、ベース部８と、上腕部１０と、前腕部１２と、ハンド取付部１４とを備えた、垂直多関節アームである。
ベース部８は、基台４に回転可能に固定される。上腕部１０は、ベース部８から延出する。前腕部１２は、上腕部１０の先端から延出する。ハンド取付部１４は、前腕部１２の先端に位置し、医療器具３２を保持する。すなわち、ハンド取付部１４は、多関節アーム６の先端部に相当する。

さらに、多関節アーム６は、関節部１６，１８，２０，２２，２４，２６を備えている。関節部１６，１８，２０，２２，２４，２６は、それぞれ、対象物同士を回転可能に接続する周知の機構である。

関節部１６は、基台４に設定された垂直軸、即ち、Ｚ軸周りにベース部８を旋回させる。関節部１８は、ベース部８に対して、上腕部１０を多関節アーム６の前後方向に回転させる。さらに、関節部２０は、上腕部１０に対して、前腕部１２を多関節アーム６の上下方向に回転させる。関節部２２は、前腕部１２に対して、ハンド取付部１４を多関節アーム６の上下方向に回転させる。さらに、関節部２４は、前腕部１２に対してハンド取付部１４を旋回させる。関節部２６は、前腕部１２を捻るように回転させる。

関節部１６，１８，２０，２２，２４，２６のそれぞれは、関節アクチュエータ２８と、位置検出部２９とを備えている。関節アクチュエータ２８は、回転駆動する装置である。関節アクチュエータ２８の一例として、電動機が考えられる。

また、位置検出部２９は、各関節アクチュエータ２８の軸角度を検出する周知のセンサである。位置検出部２９の一例として、ロータリーエンコーダが考えられる。なお、軸角度とは、関節アクチュエータ２８の軸が回転した角度であり、予め規定された基準となる基準角度との相対角度であってもよいし、絶対角度であってもよい。

すなわち、多関節アーム６は、医療器具３２を移動させる機構であり、複数のリンクが回転可能な関節部を介して直列に連結された垂直多関節アームである。
なお、ここで言うリンクとは、多関節アーム６を構成する部材であり、剛体とみなせる部材である。本実施形態におけるリンクは、ベース部８，上腕部１０，前腕部１２，ハンド取付部１４である。

力センサ３０は、多関節アーム６の先端部、即ち、ハンド取付部１４に設置されるセンサである。この力センサ３０は、多関節アーム６の先端部に加わる複数方向の力の大きさ及び向きを検出する。力センサ３０は、例えば、歪みゲージを有し、その歪みゲージに加わる力を検出する。また、ここで言う力には、医療支援装置１の利用者が医療器具３２を移動させることで力センサ３０に加わる力を含む。

医療器具３２は、医療行為を実施するための道具である。この医療行為を実施する道具には、歯科医療に用いるドリルユニットを含む。このドリルユニットは、歯科医療に用いる各種のドリルビットと、そのドリルビットを駆動するドリル駆動機構とを有している。なお、ここで言うドリルユニットには、いわゆる歯科用ハンドピースを含む。この歯科用ハンドピースには、ストレート・ギアードアングルハンドピースやコントラハンドピースと称されるものを含む。

この医療器具３２は、力センサ３０を介してハンド取付部１４に固定される。すなわち、医療器具３２は、多関節アーム６の先端部に取り付けられる。
位置追跡装置３４は、医療支援装置１において予め規定された基準点と、患者の患部との相対的な位置関係を特定する周知の装置である。この位置追跡装置３４にて特定した患者の患部は、施術位置と対応付けられる。そして、術者が医療行為を実施している間、位置追跡装置３４は、患者の患部の位置を追跡する。
＜１．２ ロボット制御部＞
ロボット制御部４０は、制御部４２と記憶部５０とを備え、多関節アーム６の関節アクチュエータ２８を駆動する。

制御部４２は、少なくともＲＯＭ４４，ＲＡＭ４６，ＣＰＵ４８を備えた周知のマイクロコンピュータを有した制御装置である。記憶部５０は、情報やデータを記憶する周知の装置である。

記憶部５０には、術者が把持した医療器具３２を施術位置まで移動させる場合に、医療器具３２の移動を支援するように多関節アーム６を制御するアーム駆動処理をロボット制御部４０が実行するための処理プログラムが格納されている。さらに、記憶部５０には、アーム駆動処理において参照される位置姿勢対応マップが記憶されている。

ここで言う位置姿勢対応マップとは、施術位置が患者の顎骨におけるどの位置であるのかに応じて、医療器具３２が取るべき姿勢及び多関節アーム６が取るべきアーム形態を示すマップである。

なお、医療器具３２が取るべき姿勢（以下、姿勢情報）とは、施術位置に対して医療器具３２をどのような姿勢で接触させるべきなのかを表す情報である。この姿勢情報は、例えば、術者が施術位置に対して医療行為を実施する際の医療器具３２の実空間上での傾きや、施術位置に対する医療器具３２の進入角度などを含む。

また、アーム形態とは、各関節部１６，１８，２０，２２，２４，２６の軸角度によって決定される複数のリンク８，１０，１２，１４の姿勢からなる多関節アーム６の形態である。

位置姿勢マップは、施術位置の大まかな分類に応じて、各施術位置の分類ごとに予め規定された指定形態が示されている。なお、指定形態とは、以下の２つの条件を満たすアーム形態である。

条件１：多関節アーム６の先端部に取り付けられる医療器具３２が、施術位置に対応して規定された姿勢で当該施術位置に到達可能なアーム形態であること。
条件２： 術者が医療行為をスムーズに達成可能な１つのアーム形態として予め規定されたアーム形態であること。

また、ここで言う「術者が医療行為をスムーズに達成可能なアーム形態」とは、術者による医療行為を医療支援装置１が支援している際に、多関節アーム６の動作が不可能となることを低減するアーム形態である。術者が医療行為をスムーズに達成可能なアーム形態の例として、各施術位置に対して術者による医療行為を模擬的に実施し、その模擬的な医療行為によって、多関節アーム６の動作が不可能とならず、かつ、術者が医療行為を実施しやすいアーム形態を予め規定することが考えられる。つまり、指定形態は、実験の結果やシミュレーションの結果に基づいて予め規定されていればよい。

換言すると、一般的に、垂直多関節アームは、アーム形態によっては、関節アクチュエータの動作が不可能となる。これを低減するために、本実施形態アーム駆動処理においては、予め用意した位置姿勢対応マップに従って、術者が手にした医療器具３２を施術位置まで移動させる場合に、施術位置に応じて、多関節アーム６が取るべきアーム形態となるように多関節アーム６を動作させるアーム制御を実行する。

すなわち、アーム制御とは、指定形態となるように多関節アーム６を動作させる制御である。
＜１．３ アーム駆動処理＞
次に、ロボット制御部４０が実行するアーム駆動処理について説明する。

このアーム駆動処理は、当該アーム駆動処理を起動させる起動指令が入力されると、起動される。
そして、アーム駆動処理が起動されると、図３に示すように、ロボット制御部４０は、予め立案された医療計画を取得し、その医療計画に含まれる施術位置を取得する（Ｓ１１０）。

医療計画は、施術位置に対して、医療行為をどのような内容で実行するのか、医療器具３２をどのような姿勢で施術位置に接触させるべきなのかなどを示す医療行為の計画であり、周知の手法により予め準備された計画である。

この医療計画には、コンピュータ断層撮影（即ち、ＣＴ）装置によって撮影した複数の断層画像に基づいて特定した、施術位置、その施術位置にインプラント体を埋入する角度、施術位置にインプラント体を埋入する深さを含む。なお、施術位置には、インプラント体を埋入する顎骨が上顎骨であるか下顎骨であるか、その顎骨における歯の位置を含む。

さらに、医療計画には、術者が施術位置に対して医療行為を実施する際の医療器具３２の進入角度や、その医療行為を実施する際の医療器具３２の実空間上での傾きなどを含む。

なお、ＣＴとは、Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙの略である。
アーム駆動処理では、続いて、ロボット制御部４０は、Ｓ１１０で取得した施術位置に対応する指定形態を、位置姿勢対応マップから特定する（Ｓ１２０）。具体的にＳ１２０では、ロボット制御部４０は、位置姿勢対応マップに規定されている複数のアーム形態の中から、Ｓ１１０で取得した施術位置に対応するアーム形態を、施術位置に対応する指定形態として特定し取得する。

さらに、アーム駆動処理では、ロボット制御部４０は、Ｓ１２０で取得した指定形態を実現する各関節アクチュエータ２８の目標角度θ＿ｇｏａｌ（ｊ）を算出する（Ｓ１３０）。目標角度θ＿ｇｏａｌ（ｊ）の算出は、アーム形態を軸角度に変換する周知の手法に基づいて実行すればよい。なお、符号ｊは、関節アクチュエータ２８を識別する識別子である。

続いて、ロボット制御部４０は、力センサ３０にて検出した力の大きさ、及び力の向きを取得する（Ｓ１４０）。そして、ロボット制御部４０は、Ｓ１４０で取得した力の大きさ及び力の向きに基づいて移動ベクトルｄＸを算出する（Ｓ１５０）。

ここで言う移動ベクトルｄＸとは、医療器具３２を予め規定された単位時間移動させる場合の多関節アーム６の先端部における移動の方向及び移動量を表すベクトルである。Ｓ１５０における移動ベクトルｄＸの算出では、医療器具３２を、Ｓ１４０で取得した力の大きさ及び力の向きで継続して移動させるものと仮定した場合に、多関節アーム６の先端部が移動する移動の方向及び移動距離（即ち、移動量）を、移動ベクトルｄＸとして求めればよい。

続いて、アーム駆動処理では、ロボット制御部４０は、移動ベクトルｄＸに従って、多関節アーム６の先端部を移動させた場合に、多関節アーム６の先端部が単位時間後に位置する位置Ｐ（ｔ＋１）を、下記（１）式に基づいて算出する（Ｓ１６０）。

なお、（１）式におけるＰ（ｔ）は、時刻ｔにおける多関節アーム６の先端部の位置である。
さらに、アーム駆動処理では、ロボット制御部４０は、推定角度θ（ｊ，ｔ＋１）を算出する（Ｓ１７０）。ここで言う推定角度θ（ｊ，ｔ＋１）は、多関節アーム６の先端部の位置Ｐ（ｔ＋１）における各関節アクチュエータ２８の軸角度である。

この推定角度θ（ｔ＋１）の算出は、多関節アーム６の先端部の位置を各関節アクチュエータ２８の軸角度に変換する周知の手法に基づいて実行すればよい。
そして、ロボット制御部４０は、推定角度θ（ｊ，ｔ＋１）が目標角度θ＿ｇｏａｌ（ｊ）に近づくか否かを判定する（Ｓ１８０）。具体的にＳ１８０では、ロボット制御部４０は、対応する関節アクチュエータ２８ごとに、推定結果それぞれが、対応する現況値それぞれよりも小さいか否かを判定する。ここで言う推定結果とは、目標角度θ＿ｇｏａｌ（ｊ）から推定角度θ（ｊ，ｔ＋１）を減算した結果である。また、現況値とは、目標角度θ＿ｇｏａｌ（ｊ）から現時点ｔでの軸角度θ（ｊ，ｔ）を減算した結果である。

そして、推定結果が、対応する現況値以上であれば（Ｓ１８０：ＮＯ）、ロボット制御部４０は、図４に示すように、推定角度θ（ｊ，ｔ＋１）が目標角度θ＿ｇｏａｌ（ｊ）から遠ざかるものとして、詳しくは後述するＳ２００へとアーム駆動処理を移行させる。

一方、推定結果が、対応する現況値よりも小さければ（Ｓ１８０：ＹＥＳ）、ロボット制御部４０は、推定角度θ（ｊ，ｔ＋１）が目標角度θ＿ｇｏａｌ（ｊ）に近づくものとして、アーム駆動処理をＳ１９０へと移行させる。

そのＳ１９０では、ロボット制御部４０は、Ｓ１５０で算出した移動ベクトルｄＸに従って、多関節アーム６の経路が連続する制御であり、アーム制御の１つであるＣＰ制御を実行する。ここで言うＣＰ制御とは、周知のＣｏｎｔｉｎｉｏｓ ｐａｔｈ制御である。本実施形態におけるＣＰ制御では、多関節アーム６の先端部の経路が、連続、かつ術者に把持された医療器具３２の移動経路の通りとなるように、多関節アーム６の動作を制御する。

ロボット制御部４０は、その後、詳しくは後述するＳ２３０へとアーム駆動処理を移行させる。
なお、推定角度θ（ｊ，ｔ＋１）が目標角度θ＿ｇｏａｌ（ｊ）から遠ざかる場合（Ｓ１８０：ＹＥＳ）に移行されるＳ２００では、ロボット制御部４０は、多関節アーム６の先端部の移動量の絶対値（以下、移動量絶対値）ｄＰが最大となる各関節アクチュエータ２８の軸角度の制御量ｄθ（ｊ，ｔ＋１）を算出する。

なお、移動量絶対値ｄＰは、以下の（２）式によって表される。

この（２）式における符号“ＪｔｏＰ”は、軸角度を、多関節アーム６の先端部の変化量へと変換する周知の関数を意味する。
また、具体的にＳ２００では、以下の２つの条件を満たす各関節アクチュエータ２８の軸角度の制御量ｄθ（ｊ，ｔ＋１）を算出する。

第１条件：移動量絶対値ｄＰが最大となること。
第２条件：図５に示すように、移動ベクトルｄＸに従って多関節アーム６の先端部を移動させる場合に比べて、移動量絶対値ｄＰが大きいこと。

なお、制御量ｄθ（ｊ，ｔ＋１）は、下記（３）式によって表される。

各関節アクチュエータ２８の軸角度の制御量ｄθの算出方法は、ＰＴＰ制御に周知の手法を用いればよいため、ここでの詳しい説明は省略する。
さらに、アーム駆動処理では、ロボット制御部４０は、Ｓ２００で算出した各関節アクチュエータ２８の軸角度の制御量ｄθに従って、多関節アーム６の先端部を移動させる場合の各関節アクチュエータ２８の軸角度θ（ｊ，ｔ＋１）を、下記（４）式に基づいて算出する（Ｓ２１０）。

そして、アーム駆動処理では、Ｓ２１０で算出した軸角度θ（ｊ，ｔ＋１）となるように、多関節アーム６を駆動する（Ｓ２２０）。すなわち、Ｓ２２０では、アーム制御の１つとしてＰＴＰ制御が実行される。なお、ＰＴＰ制御とは、多関節アーム６の先端部の経路が不連続となる制御であり、周知のＰｏｉｎｔ ｔｏ Ｐｏｉｎｔ制御の略である。本実施形態におけるＰＴＰ制御では、多関節アーム６の先端部の経路が、術者に把持された医療器具３２の移動経路の通りではなく、指定形態が実現されるように、医療器具３２の移動経路が不連続となる多関節アーム６の動作が実現される。

ロボット制御部４０は、その後、アーム駆動処理をＳ２３０へと移行させる。
そのＳ２３０では、ロボット制御部４０は、対象値が、予め規定された許容値ｄεよりも小さいか否かを判定する。ここで言う対象値とは、各関節アクチュエータ２８それぞれの目標角度θ＿ｇｏａｌ（ｊ）から、対応する関節アクチュエータ２８それぞれの現時点ｔでの軸角度θ（ｊ，ｔ）を減算した結果である。

このＳ２３０での判定の結果、対象値が許容値ｄε以上であれば（Ｓ２３０：ＮＯ）、ロボット制御部４０は、アーム駆動処理をＳ１４０へと戻す。
一方、Ｓ２３０での判定の結果、対象値が許容値ｄεよりも小さければ（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、ロボット制御部４０は、各関節アクチュエータ２８の軸角度が目標角度θ＿ｇｏａｌ（ｊ）に一致するものと判定し、本アーム駆動処理を終了する。

その後、ロボット制御部４０は、術者による医療行為を支援するための医療支援処理を実行する。
［２．実施形態の効果］
（２．１） 以上説明したように、医療支援装置１によれば、術者が多関節アーム６の構造を熟知していなかったとしても、指定形態を実現できる。

（２．２） 特に、指定形態は、術者が医療行為をスムーズに達成可能なアーム形態であるため、医療支援装置１によれば、術者が医療行為を実施している際に多関節アーム６の関節部１６，１８，２０，２２，２４，２６が動作不可能となることを低減できる。

（２．３） 換言すると、医療支援装置１によれば、医療器具３２が施術位置に到達した時点での多関節アーム６の形態が、医療行為の実施中に関節部１６，１８，２０，２２，２４，２６の動作が困難な形態となることを回避できる。

したがって、医療支援装置１によれば、医療行為の進捗をスムーズなものとすることができる。
（２．４） アーム駆動処理においては、力センサ３０で検出した力の大きさ及び向きに従って多関節アーム６を駆動させることが、多関節アーム６の駆動としてスムーズであれば、ＣＰ制御を実行することができる。

しかも、アーム駆動処理では、ＣＰ制御を実行する具体的な条件を、移動ベクトルｄＸを算出するごとに推定角度θ（ｊ，ｔ＋１）を算出し、その算出した推定角度θ（ｊ，ｔ＋１）が目標角度に近づく場合としている。

このため、医療支援装置によれば、ＣＰ制御の実行の可否を、移動ベクトルｄＸを算出するごとに判定でき、長期に渡って、多関節アーム６の駆動を術者の意図通りとすることができる。

（２．５） アーム駆動処理においては、移動ベクトルｄＸに従って多関節アーム６の先端を移動させると、各関節部１６，１８，２０，２２，２４，２６の軸角度が目標角度から遠ざかる場合には、ＰＴＰ制御を実行している。

つまり、医療支援装置１によれば、力センサ３０で検出した力の大きさ及び向きに従って多関節アーム６を駆動させることが、多関節アーム６の駆動としてスムーズでない場合に、ＰＴＰ制御にて多関節アーム６の動作を実現できる。

医療支援装置１によれば、多関節アーム６の先端、ひいては、医療器具３２を施術位置へとより確実に移動させることができる。
［３．その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。

（３．１） 上記実施形態のアーム駆動処理では、医療器具３２を把持した術者が、その医療器具３２を移動させる場合に、施術位置に応じて、多関節アーム６が取るべきアーム形態となるように多関節アーム６を動作させていた。しかしながら、アーム駆動処理において、施術位置に応じて、多関節アーム６が取るべきアーム形態となるように多関節アーム６を動作させる場合に、医療器具３２を術者が移動させなくともよい。

すなわち、アーム駆動処理においては、施術位置を取得すると、その施術位置に応じて、多関節アーム６が取るべきアーム形態となるように多関節アーム６を自動的に動作させてもよい。

この場合のアーム駆動処理では、医療器具３２の位置が、施術位置から、予め規定された規定距離以上離れた位置に配置されるように、多関節アーム６を動作させることが好ましい。

（３．２） 上記実施形態においては、医療支援装置１が支援する医療行為として、歯科インプラントを想定していたが、医療支援装置１が支援する医療行為は、歯科インプラントに限るものではない。例えば、医療支援装置１が支援する医療行為は、外科手術であってもよいし、内科医療であってもよいし、歯科インプラント以外の歯科医療であってもよいし、その他の医療行為であってもよい。

そして、施術位置は、インプラント体を埋入する患者の顎骨の位置（部位）に限るものではなく、例えば、外科手術が必要な患者の患部や、内科医療が必要な患者の患部、歯科医療が必要な患者の患部であってもよい。

（３．３） 医療器具３２は、歯科医療に用いるドリルユニットに限るものではなく、各種の医療行為に用いられる道具であってもよい。この場合の各種医療行為に用いられる道具は、例えば、メスや鉗子などの手術器具であってもよいし、その他の医療器具であってもよい。

（３．４） 上記実施形態において、医療支援装置１は、垂直多関節アームを多関節アーム６として備えていたが、医療支援装置１が備えるアームは、これに限るものではない。例えば、医療支援装置１は、水平多関節アームを多関節アーム６として備えていてもよい。

（３．５） 上記実施形態におけるロボット制御部４０が実行する機能の一部または全部は、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成されていてもよい。
（３．６） 上記実施形態においては、記憶部５０にプログラムが格納されていたが、プログラムを格納する記憶媒体は、これに限るものではなく、半導体メモリなどの非遷移的実体的記憶媒体に格納されていてもよい。

（３．７）また、制御部４２は非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行してもよい。このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実現される。

（３．８） なお、「特許請求の範囲」及び「課題を解決するための手段」の欄に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

（３．９） 上記実施形態の構成の一部を省略した態様も本発明の実施形態である。また、上記実施形態と変形例とを適宜組み合わせて構成される態様も本発明の実施形態である。また、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も本発明の実施形態である。
［４．対応関係の一例］
アーム駆動処理におけるＳ１１０を実行することで得られる機能が位置取得部に相当する。Ｓ１２０を実行することで得られる機能が形態特定部に相当する。

Ｓ１３０からＳ２３０を実行することで得られる機能が制御部に相当する。Ｓ１３０を実行することで得られる機能が目標算出部に相当する。Ｓ１５０を実行することで得られる機能が移動算出部に相当する。また、Ｓ１８０からＳ２３０を実行することで得られる機能が実行部に相当する。Ｓ１６０，Ｓ１７０を実行することで得られる機能が推定算出部に相当する。

１…医療支援装置 ４…基台 ６…多関節アーム ８…ベース部 １０…上腕部 １２…前腕部 １４…ハンド取付部 １６，１８，２０，２２，２４，２６…関節部 ２８…関節アクチュエータ ２９…位置検出部 ３０…力センサ ３２…医療器具 ３４…位置追跡装置 ４０…ロボット制御部 ４２…制御部 ４４…ＲＯＭ ４６…ＲＡＭ ４８…ＣＰＵ ５０…記憶部

Claims (4)

1. 複数のリンク（８，１０，１２，１４）が回転可能な関節部（１６，１８，２０，２２，２４，２６）を介して直列に連結された多関節アーム（６）と、
   医療行為を受ける患者の患部の位置を表す施術位置を取得する位置取得部（４０，Ｓ１１０）と、
   前記関節部の軸角度によって前記複数のリンクの姿勢が決定された前記多関節アームの形態それぞれをアーム形態とし、
   前記アーム形態の中で、前記多関節アームの先端部に取り付けられる医療器具（３２）が、前記施術位置に対応して予め規定された姿勢で当該施術位置に到達可能な１つのアーム形態であり、術者が前記医療行為をスムーズに達成可能な１つのアーム形態として前記施術位置に応じて予め規定された前記アーム形態である指定形態を、前記位置取得部で取得した前記施術位置に基づいて特定する形態特定部（４０，Ｓ１２０）と、
   前記形態特定部で特定した指定形態となるように前記多関節アームを動作させる制御であるアーム制御を実行する制御部（４０，Ｓ１３０〜Ｓ２３０）と、
   前記多関節アームの先端部に設置され、前記医療器具に加わる力の大きさ及び向きを検出する力センサ（３０）と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記形態特定部で特定した指定形態を実現する前記関節部それぞれの軸角度である目標角度を算出する目標算出部（４０，Ｓ１３０）と、
   前記力センサで検出した力の大きさ及び向きに従って、前記多関節アームの先端部を移動させる移動の方向及び移動量を表す移動ベクトルを算出する移動算出部（４０，Ｓ１５０）と、
   前記移動算出部で算出した移動ベクトルに従って前記多関節アームの先端部を移動させると、前記関節部の各軸角度が前記目標角度に近づく場合、当該移動ベクトルに従って、前記多関節アームの先端部の経路が連続する制御であるＣＰ制御を前記アーム制御として実行する実行部（４０，Ｓ１８０〜Ｓ２３０）と、
   を備える、医療支援装置（１）。
2. 前記移動算出部は、前記力センサで検出した力の大きさ及び向きを取得するごとに、前記移動ベクトルを算出し、
   前記制御部は、
   前記移動算出部で前記移動ベクトルを算出するごとに、当該移動ベクトル分、前記多関節アームの先端部を移動させた前記関節部それぞれの軸角度である推定角度を算出する推定算出部（４０，Ｓ１６０，Ｓ１７０）を更に備え、
   前記実行部は、
   前記推定算出部で算出した推定角度が前記目標角度に近づく場合、前記ＣＰ制御を前記アーム制御として実行する、請求項１に記載の医療支援装置。
3. 前記実行部は、
   前記移動算出部で算出した移動ベクトルに従って前記多関節アームの先端を移動させると、前記関節部の各軸角度が前記目標角度から遠ざかる場合、前記多関節アームの先端部の経路が不連続となる制御であるＰＴＰ制御を前記アーム制御として実行する、請求項１または請求項２に記載の医療支援装置。
4. 前記実行部は、
   前記移動算出部で算出した移動ベクトル分、前記多関節アームの先端部を移動させる場合に比べて、前記多関節アームの先端部の移動量が多く、かつ、前記多関節アームの先端
   部の移動量が最大となることを満たす、前記関節部それぞれの軸角度となるように前記多関節アームを動作させることを、前記ＰＴＰ制御として実行する、請求項３に記載の医療支援装置。